La cantidad de sustancia se define como una medida de la cantidad de partículas en un sistema que permite relacionar masas o volúmenes medibles con el número de partículas. La unidad de cantidad de sustancia es el mol, que representa 6.022x1023 partículas y tiene una masa molar determinada por las masas atómicas de los átomos en la sustancia. El número de Avogadro y la masa molar permiten convertir entre masa, cantidad de sustancia y número de partículas.

1. La teoría atómico-molecular:
La cantidad de sustancia
La cantidad de sustancia

2. Masas relativas y reales
Inicialmente se compararon las masas de gases situados en recipientes bajo
las mismas condiciones de presión, volumen y temperatura: como las masas
eran distintas, pero había el mismo número de partículas (de acuerdo con el
modelo de materia y el principio de Avogadro), se debía a que las partículas
tenían masas diferentes.
El gas que tenía menor masa era el hidrógeno, y por esa razón se tomó como
referencia de masas. Actualmente, es la doceava parte de la masa atómica del
isótopo 12 del carbono.
Para determinar la masa relativa de grupos de
átomos: se suman las masas relativas de cada
uno de los átomos que lo forman:
mr(H2O)=2*1+16=18
¿Qué masa real tiene un átomo de oxígeno? Su
masa relativa es 16, por lo que tiene una masa 16
veces mayor que la que se toma como referencia, Imagen 1 de benjah-bmm27,
dominio público
la unidad atómica de masa (uma o u): m(O)=16
uma = 16 u.
La cantidad de sustancia

3. La cantidad de sustancia y el mol
Se define para poder relacionar masas
o volúmenes de sustancias, que se
pueden medir a escala macroscópica,
con el número de partículas que hay
en esa cantidad, que es lo que interesa
saber desde el punto de vista de las
reacciones químicas y que no es
posible contar. Imagen 2 CNICE, uso educativo
Su unidad es el mol, que se define como "la cantidad de sustancia de un
sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos de
carbono hay en 0.012 kg de carbono-12" (IUPAC 1967, BOE de 3-11-1989).
De esta forma, se puede decir n(agua)= 2 mol, que significa que la cantidad
de sustancia de agua es de 2 mol (ó 2 moles). Es incorrecto decir que el
número de moles es 2.
masa <===> cantidad de sustancia <===> número de partículas
La cantidad de sustancia

4. El número de Avogadro y la masa molar
El número de partículas que hay en un mol se llama número de Avogadro,
NA, y es 6.023*1023 partículas por mol. Se ha elegido para que se mantenga
el mismo número para la masa relativa, la masa real y la masa de un mol
(masa molar, M), aunque su significado es diferente.
mr(H2O)= 18 m(H2O)= 18 u M(H2O)= 18 g/mol
Para saber el número de partículas que hay en una masa determinada de
sustancia o la masa que tiene un número concreto de partículas, no hay más
que utilizar que en un mol hay el número de Avogadro de partículas y que
tienen como masa la masa molar de la sustancia.
n=m/M N=NA*n
Ecuación de los gases ideales
PV=nRT
Un mol de cualquier sustancia tiene una masa de M gramos (M es la masa
molar en g/mol), contiene NA partículas (NA es el número de Avogadro) y, si es
un gas, ocupa 22.4 L en condiciones normales.
La cantidad de sustancia

5. Determinación de fórmulas
Para determinar la fórmula empírica (proporción de átomos de cada tipo en
el compuesto) se necesita saber la masa de cada elemento que hay en una
cantidad determinada de compuesto.
Para pasar del nivel experimental (masas de cada elemento) al atómico
(número de átomos de cada tipo), se calcula la cantidad de sustancia de
cada elemento.
masa ------> cantidad de sustancia ------> número de átomos
Si se sabe la masa molar, se puede determinar la fórmula de la sustancia.
M = mRT/PV = dRT/P
C8H9NO2
Imagen 3 de Benjah-bmm27, dominio público
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